溶洞问题

溶洞问题（精选十篇）

溶洞问题 篇1

在岩溶区隧道建设中, 有必要结合工程实例研究溶洞对隧道建设的影响, 探讨其规律性, 在此基础上分析岩溶区隧道施工中可能遇到的岩溶地质灾害, 提出合理的建设方案及施工防治措施, 以便在隧道建设中有针对性的进行溶洞处理或预处理, 保证岩溶区隧道建设的安全性, 提高岩溶区隧道工作的预见性, 减少隧道溶岩地质灾害。

1 溶洞区铁路隧道工程问题

1.1 铁路隧道岩溶问题

岩溶区的隧道建设主要存在问题如下:

1) 与隧道施工有关的工程稳定性及其防治措施问题。主要探讨不同空间展布形态和尺度的溶洞对隧道围岩—支护结构位移、应力的影响, 探讨不同岩溶条件下隧道的设计原则和施工措施;

2) 岩溶隧道施工中的涌水、突泥问题。主要探讨岩溶水影响条件下隧道施工中的工程地质问题及与此对应的预测、预报体系和防治措施;

3) 因隧道施工造成的环境水文地质条件变化而引起的环境效应问题。主要探讨岩溶区隧道施工造成的岩溶环境变化以及由此带来的负面影响和应对措施。

1.2 铁路隧道岩溶造成的施工问题

隧道施工中, 岩溶作为一种主要的特殊地质条件, 岩溶区隧道的施工往往处于盲目状态, 岩溶区隧道的施工往往是在被动情况下进行的。溶洞是在溶蚀地区山岭隧道施工中经常遇到的一种地质现象, 由于其分布的无规律性、不均一性和其形状、大小的复杂性, 决定了在设计阶段不可能全面准确地揭示沿线溶洞的分布情况。另一方面, 溶洞的存在对隧道具有危害性, 是一种地质灾害, 特别是特大型溶洞往往给施工带来严重阻碍和重大损失。

在支护设计上主要是借用无溶洞时的支护措施, 对出露溶洞一般均采用在原有支护上按经验加强支护的措施, 对支护的安全性和经济性缺乏评价, 对围岩—支护结构的安全评价不能考虑溶洞的影响, 使得支护设计不是强度不足就是支护刚度过大, 造成浪费;在岩溶段隧道的支护设计中, 不能根据隐伏溶洞对围岩应力、变形等的影响规律以及因溶洞导致的围岩应力集中和塑性区的变化特点有针对性地进行加固, 而基本采用全断面统一的支护措施;岩溶区隧道的位移变化特征不同于无溶洞时的围岩变形特征, 对不同空间位置的岩溶对隧道围岩—支护结构稳定性的影响缺乏研究, 缺乏合理的溶洞处理方案和针对岩溶影响采取的预处理措施。

岩溶区隧道的施工不同于一般隧道, 溶岩溶洞的存在使得岩溶区隧道的施工动态过程复杂多变, 因此, 加强施工中的超前预报、预测以及施工信息的动态管理, 并对施工效果进行合理评价是十分必要和有一定效果的, 但目前并无相应的规范, 指南性或指导性的文件来规范施工。在施工完成后无相应处治效果的监测和评价, 对处理措施的经济性、合理性缺乏评估。

2 溶洞区铁路隧道施工处理技术

铁路隧道施工主要处理技术见表1。

施工前应对地表进行详细勘查, 研究该地区岩溶状态及对已有溶洞的施工处理材料, 采用各种物探手段进行超前地质预报, 预知前方溶洞里程及状况, 做到有备而战。溶洞未作处理方案前, 禁止盲目弃渣、堵塞, 以免影响处理方案的制定, 要探明溶洞的形态分布, 绘制横纵断面图。作超前地质预报→靠近溶洞时改变施工方法→发现溶洞, 保存现场→溶洞勘探, 绘制横纵断面图→申请变更→制定措施→溶洞处理。

溶洞的处理包括洞穴处理, 排水处理, 洞内充填物的处理及地表坍塌的处理等, 目的是充分保证隧道支护体系的可靠性。同时穿越溶洞地段应遵循“短进尺、弱开挖、强支护、紧衬砌”的施工原则。

由于溶洞大多与地表相通, 地表降水极易灌入溶洞, 因此溶洞内涌水量随季节变化较大, 即使对看似无水的溶洞, 处理时应每隔适当距离做泄水盲沟, 拱部或全周挂设防水板。对溶洞兼为地下暗河通路的情形, 必须顺通河流通路, 必要时做泄水隧道引排地下水。

3 溶洞区铁路隧道工程问题研究进展

对岩溶隧道的岩溶涌水、突泥问题, 国内外已进行了较深入的研究, 从隧道涌水、突泥的先期预测、预报, 涌水量的估算和排泄一直到施工治理措施等都有一套较完善的方法。但对于岩溶区隧道建设引起的环境问题和岩溶区隧道施工期稳定性问题, 目前研究刚刚起步, 可供借鉴的资料有限, 特别是对岩溶隧道的稳定性问题。

近年随着岩溶区隧道建设的发展, 岩溶溶洞对隧道体系影响特征的研究逐渐得到加强, 主要针对具体工程, 就隧道施工中的出露溶洞, 探讨具体的施工措施和处治方案, 但对溶洞对隧道围岩变形、力及支护结构内力特征的影响研究较少, 特别是隐伏溶洞对隧道的影响。对该类溶洞的处理措施无论从施工、设计规范或可供借鉴的文献资料而言, 均进行了比较深入的研究。但对于隧道周边的隐伏溶洞, 其稳定性的分析研究复杂。赵明阶、吴梦军等以朝东岩隧道为工程背景, 研究了一定尺寸的底部、水平和顶部溶洞对隧道围岩关键点位移的影响, 分析了围岩应力的变化和塑性区的分布特点, 结合京珠高速公路石门坳隧道的施工, 分析了岩溶洞穴对隧道工程的影响, 溶洞洞穴的存在将使得隧道周边变形增加;在隧道施工中, 由于溶洞的存在, 隧道开挖中易出现局部的坍塌、掉块和落石, 危及施工人员和设备的安全。

在岩溶隧道工程地质勘察与分析方面, 国内外专家、学者和工程地质人员进行了长期的实践和研究, 取得了一定的研究成果, 并进一步结合各行业勘察的特点制定了相应的工程勘察规范。近几年来除常规的勘察手段, 更是大力发展了物探技术, 并将电磁波透视的成果引用CT法予以解释, 将微重力法与地质雷达成功应用于探察溶洞洞穴等, 使隧道岩溶的勘察和分析逐步向科学理论分析和定量化方向发展。在地下岩溶溶蚀空洞探测方面, 对大于10 m的溶洞的探测一般不存在问题, 对几米甚至1 m～2 m溶洞的探测有一定难度, 但也可以探测清楚, 但对于几十厘米的溶洞探测起来十分困难。

隧道地质超前预测、预报是工程地球物理研究中的疑难问题之一。目前应用的工程地质推断、地质雷达探测、反射地震负视速度法、TSP和TRT技术有一定的效果, 但在目标判别、定位, 岩体工程的分类可靠性方面有一定的差距, 需要进一步改进。当前, 在工程实践中多采用直流电测探法和地质雷达探测法为主;个别地段辅以联合剖面法、充电法和四极对称剖面法;在具备网状布控的条件下, 采用孔内无线电波透视法;将能较准确地探测直径1 m以上的似圆形溶洞。隧道围岩中溶洞的存在使得隧道围岩物理、力学性质发生变化, 并且造成隧道地层刚度的变化和隧道围岩应力场变化。在隧道开挖过程中, 溶洞使得隧道的施工力学过程更加复杂, 并造成隧道围岩应力集中, 隧道周边变形量增加。

4 结语

在岩溶区进行隧道工程建设中, 由于岩溶地区地质条件复杂多变, 再加上溶洞与隧道间的相互影响, 使这类隧道的施工十分困难。当前在岩溶隧道施工中, 施工措施和施工方案, 包括支护设计等都主要采用类同于无溶洞区的施工方案, 对岩溶区隧道支护设计也主要是在施工中针对开挖揭露溶洞而采取的具体加固和加强措施。因此, 分析岩溶区隧道的施工实践, 制定科学、合理、有效的溶洞处理方案对隧道顺利穿越岩溶地段极为重要。

摘要：就岩溶区隧道施工中存在的工程问题及研究现状作了简单论述, 并阐述了隧道穿越溶洞地段应采用的主要施工方法及注意事项, 实践证明:制定科学、合理、有效的溶洞治理方案对隧道施工极为重要。

关键词：隧道,溶洞,施工,工程问题,研究现状

参考文献

[1]侯永和, 胡威东, 陈寿根.深埋特长隧道快速安全施工的关键技术[J].隧道建设, 2008, 28 (2) :74-77.

[2]刘清文.铁路隧道溶洞处理技术[J].西部探矿工程, 2005 (7) :113-115.

[3]吴梦军, 许锡宾, 刘绪华.岩溶对公路隧道围岩稳定性的影响研究[J].地下空间, 2003, 23 (1) :59-62.

[4]赵明阶, 徐容, 许锡宾.岩溶区全断面开挖隧道围岩变形特性模拟[J].同济大学学报 (自然科学版) , 2004, 32 (6) :710-715.

[5]刘之葵, 梁金城, 朱寿增.岩溶区含溶洞岩石地基稳定性分析[J].岩土工程学报, 2003, 25 (5) :629-633.

神奇的溶洞景观 篇2

自上世纪80年代以来,山东省有关部门在风景秀丽的鲁中南山区,先后发现150多处地下溶洞,有的已有几千年的历史,有的则是近几年新发现和新开发的。目前已被开发为旅游景区、景点的枣庄市山亭区黄龙溶洞、双龙溶洞；临沂市沂水县地下大峡谷溶洞、地下画廊溶洞；淄博市博山区樵岭前溶洞、朝阳溶洞和沂源县九天石花洞、珊瑚溶洞、石龙溶洞等10多处造化神奇的地下喀斯特(岩溶)景观,成为中国江北精品景观溶洞数量最多、最为集中的省份,并已成为山东旅游业蓬勃发展的新亮点。

在这些被开发的溶洞中,可谓各具特色,异彩纷呈,都闪烁着迷人的光彩,人游其间,如行画中。

如在被誉为“江北地下河漂流第一洞”的地下大峡谷溶洞,两壁如刀削,流水潺潺,绐人以惊险刺激；走进地下画廊溶洞,万般奇幻的大面积钟乳石、石笋及怪异的卷曲石朴面而来，如行走在一处尘封百万年的地下艺术殿堂；而在全国稀有景观类型最多的九天石花洞,成片的球粒状、蘑菇状、树丛状、针叶状结晶体石花、石莲、石珊瑚,玲珑剔透，栩栩如生，贯穿整个洞体，令人目不暇接。被中国地质学会洞穴专家、教授评定为“九天洞石花,类型之多,面积之广大,国内外无与伦比”,并称其为“中国溶洞精品景观博物馆”。

据地质部门专家介绍，位于鲁中南地区的溶洞洞体，长度多在几百米至几千米，是由一条西南-----东北走向的巨大喀斯特地形裂隙发育而成。它发育于古生代奥陶纪时期石炭岩岩层中,距今约4亿年至5亿年,而溶洞的形成则只有100万年左右的历史。

近年来,随着中国经济的快速发展,物质生活,文化水平的不断提高,外出观光旅游逐渐成为人们日常生活中的一部分。许多旅游者在习惯了观看山水风光和欣赏文化遗产之后,开始对岩溶洞穴——一个完全黑暗而又神秘的地下世界产生浓厚兴趣。据资料显示,目前中国已经有400多处溶洞对游客开放,每年接待海内外游客约4000万人次,丰富的溶洞资源正在为一些省区创造大量的财富。至目前，山东省的10多处溶洞旅游景区和景点已接待国内外旅游者达120多万人次,已显露出良好的经济效益与发展前景。

溶洞问题 篇3

琅琊山抽水蓄能电站位于安徽省滁州市西南郊, 距离市区约3km。距合肥市公路里程125km, 距南京市公路里程56km。电站总装机容量600MW, 装机4台, 单机容量150MW。电站枢纽主要由上水库、水道系统、地下厂房系统及地面开关站工程等组成, 工程等级为二等。电站建成后接入安徽省电网, 在系统中担负调峰填谷、调频调相和紧急事故备用等任务。工程总工期为5年。

电站枢纽以已建的滁州城西水库为下水库, 新建上水库、输水系统、地下厂房系统及地面开关站等工程。

上水库最低分水岭垭口分别修建主、副坝各一座。主坝为钢筋混凝土面板堆石坝, 副坝采用混凝土重力坝。库区防渗方案采用以垂直帷幕灌浆防渗为主、水平粘土铺盖为辅、结合溶洞掏挖回填混凝土或做混凝土防渗墙的综合处理措施。

2 地质条件

琅琊山抽水蓄能电站上水库出露的地层以上寒武统琅琊山组 (∈3Ln) 、车水桶组 (∈3C) 为主, 而副坝~龙华寺分水岭一线主要为车水桶组中段 (∈3C2) 的厚层致密块状灰岩, 其属于易溶岩, 地表及地下岩溶发育较为强烈, 地表多形成低矮平缓的分水岭地形及溶坑、落水洞等, 地下则形成溶洞。前期已揭露和发现的溶坑、溶斗、落水洞共计23个及溶洞共计14个。而后期施工过程中在施工现场揭示的最新资料统计, 落水洞、溶洞揭露的总数量已经达到100余个, 主要分布在副坝区及副坝坝前的铺盖区, 坝轴线上游侧主要有SK2、SK3、SK4和LK1~LK21等溶洞及落水洞, 坝轴线下游侧有SK6~SK17等多个溶洞, 洞口高程多集中在150~160m。落水洞、溶洞在高程约120m以下一般为土石等混合物充填, 少量见有水体。

在副坝轴线上, 岩溶发育具有明显的分带特征:85~120m高程以上的饱气带和地下水位变动带为岩溶强烈发育带, 在地表分布有大小溶洞、溶坑和落水洞等数十个, 地下岩溶多为顺层面发育的溶隙或溶蚀空腔, 其岩溶的主要发育方向为NE向, 即沿层间错动带方向发育, 多形成垂直型的溶洞, 受NW、NWW向断层影响, 溶洞局部沿其发育, 并以水平型为主。在地下水位凹槽处60~85m高程范围为中等强度溶蚀带。60m高程以下岩溶发育情况相对减弱, 属于弱溶蚀带。

3 处理原则

根据副坝区地形地质条件及岩溶发育特征, 为提高坝基帷幕防渗效果、防止产生岩溶塌陷和提高地基的抗滑稳定性, 需要对所揭露的岩溶孔洞进行封堵处理, 其封堵处理原则为:

3.1 首先应探明落水洞及溶洞等岩溶形态的规模、发育特征、充填情况、有无地下水, 以及与周围溶洞、溶隙等岩溶形态的连通状态;

3.2在达到处理目的的基础上, 应进行多种处理方案的比较论证, 从中选择最优的封堵方法, 并力求技术上先进、方法上可行、经济上合理;3.3封堵工程应尽可能进行彻底, 并与副坝坝体、库底铺盖等其它建筑物和防渗体形成一个整体, 处于完整的封闭状态;3.4封堵体应置于基岩比较完整、稳定, 周围无大的岩溶通道, 其厚度和强度能防止漏水和抵御库水压力;3.5在满足设计和监理要求的基础上, 封堵工程施工要精细;3.6封堵处理的材料不但要具有耐久性, 还要因地制宜, 尽量选用当地材料。

4 施工程序

根据各个落水洞及溶洞揭露的情况, 处理时采用预埋通气管、回填灌浆管、接地扁铁等方法保证落水洞及溶洞封堵质量, 也有一部分小溶洞直接进行混凝土回填处理而不需要埋设预埋件的处理情况。施工程序详见框图1。

5 施工方法

上水库副坝区及副坝坝前铺盖区的车水桶组中段 (∈3C2) 的厚层致密块状灰岩溶蚀较为强烈, 发育的溶洞、落水洞等是库水外渗的主要通道, 且渗漏量较大。溶坑、溶斗、落水洞及溶洞等特殊地质问题的处理效果是库区防渗工作成败的关键。根据落水洞和溶洞不同的发育情况, 采取相应有效堵漏措施, 是解决渗漏的关键。下面就需要埋设排气管的溶洞、落水洞施工方法加以介绍。

5.1 对已揭露的落水洞及溶洞等特殊地质问题处理施工方法

在处理之前首先探明落水洞及溶洞的规模、发育特征、充填情况以及与周围溶洞、溶隙等岩溶形态的连通状态。对于已揭露的落水洞及溶洞等岩溶形态, 采用了目测、实地勘测、溶洞追踪, 以及钻孔取芯、开挖探洞等方式进行了调查。岩溶形态的连通性通过观察烟、水的进出情况及水流的冲刷痕迹进行了判断。在探明各种岩溶形态的特征后进行清理、局部深挖、封堵、回填等处理工作。对于落水洞和溶洞先清理到基岩, 同时将松动、风化的围岩凿、撬后进行回填混凝土封堵施工;对深度较大的落水洞及溶洞, 其底部回填块石、碎石后再进行回填混凝土封堵施工。上述封堵混凝土的厚度和强度不但要能防止漏水, 而且还要抵御库水压力的要求。清理上述岩溶形态内的充填物时, 视其规模及深度采用了人工、机械、钻爆扩槽、高压风水联合冲洗等方式。落水洞及溶洞处理典型断面图详见图2 (72#溶洞、SK4落水洞处理图) 。

5.1.1 土石方开挖

各种岩溶形态 (包括地表和地下灌浆洞揭示的) 内充填物的开挖, 在主体防渗帷幕、地表粘土铺盖及灌浆洞衬砌形成以前进行施工。首先根据设计图纸的要求及地质测绘和勘测结果, 现场采用目测、实地勘测、溶洞追踪的方法进行测量, 摸清要处理岩溶形态的大小和规模, 以及溶洞、落水洞的深度和其之间的连通性。位于地表的大、中型落水洞及溶洞, 其土方开挖采用液压反铲, 配15t自卸车装运, 石方开挖采用手风钻解小后, 用液压反铲、配15t自卸车装运。深度较大且不利于机械开挖的小型落水洞及溶洞, 由于受形状、深度和所处位置的限制, 以人工开挖为主, 洞口设置三角架、提篮运输至地表, 采用镐凿、撬挖、钢钎、锤夯、风镐等开挖工具, 开挖出的弃渣先进行堆存后集中清理。灌浆洞内洞顶以上的溶洞以小型机械和人工橇挖为主, 其清理高度以达到设计支护的要求为标准, 开挖出的弃渣配手推车或小型机动车清理。

5.1.2 洞口岩壁处理

洞口岩壁采用钢钎撬挖的方式清除洞口四壁的风化岩块, 撬除洞口松动、破碎、裂损岩体, 并按照设计图纸要求, 采用手风钻将洞口钻爆扩槽修整成1:1的正坡, 壁面进行凿毛处理。

5.1.3 石渣回填

根据要处理的岩溶形态的大小、规模, 对需要埋设通气管的溶洞及落水洞, 为防止封堵混凝土浇筑时通气管的堵塞, 采用石渣进行底部回填, 回填厚度3~5m, 在石渣以上, 回填1~2m厚中细砂做好反滤。通气管在石渣料回填到一定厚度后开始安装, 然后再将石渣料回填至设计高程。回填石渣料采用新鲜石质, 级配良好, 最大粒径为80mm, 小于5mm颗粒含量不大于20%, 小于0.1mm颗粒含量不大于5%, 不均匀系数Cu大于10。石渣料基本采用自卸车运到洞口, 洞径较大时, 可用汽车直接放料进行回填, 每次卸料不宜太多, 人工分层平整, 采用小型夯机 (蛙式夯实机) 进行夯实。洞径较小时采用人工进行薄层回填, 无法采用机械设备压实的部位, 采用人工薄层铺填不同级配的石渣料, 人工夯实。

5.1.4 反滤料回填

石渣料回填完成后, 在石渣料顶部布置两层反滤料, 每层厚25cm。与混凝土塞接触层为第一层, 最大粒径小于5mm, 采用中粗砂填筑。与回填石渣料接触层为第二层, 采用人工掺配料填筑, 要求石质为弱风化, 级配良好, 最大粒径为40mm, 小于5mm颗粒含量40%~50%, 小于0.1mm颗粒含量不大于5%, 填筑压实后的孔隙率不大于25%, 干密度不小于2.03g/cm3。反滤料由15t自卸车运到施工现场, 采用人工回填, 每层铺填的厚度按25cm设计要求进行, 填筑后采用蛙式打夯机夯实。

5.1.5 排气管安装

在溶洞和落水洞内的通气支管采用直径φ100mm、壁厚不小于5mm的钢管, 在溶洞和落水洞洞外的通气主管采用直径φ200mm、壁厚不小于5mm的钢管。在回填石渣时, 首先将通气支管管底进行了预埋, 伸入溶洞底部回填石渣内约1.5m~2m, 每次安装高度均在3.5m~5m, 以保证混凝土浇筑完成后管顶高于混凝土面30~50cm。同时, 在混凝土浇筑过程中, 为防止上部落物或混凝土进入将通气管堵死, 底部用无纺布包裹过渡料防护, 顶部采用塑料布进行保护。通气钢管的接头采用焊接接头, 由于溶洞和落水洞的不规则性, 安装难度很大, 特别是深度较大的溶洞和落水洞, 施工时只能提前将钢管分割成小段, 在溶洞和落水洞内进行焊接。为检查焊接质量, 对焊缝在0.5Mpa水压力作用下进行检查, 在不发生渗漏时认为合格, 然后方可进行混凝土回填施工。由于通气钢管长期位于水位以下, 安装之前内、外壁进行防锈、防腐处理, 内壁采用涂刷热沥青措施进行处理;通气管外壁采用涂刷热沥青措施涂刷, 然后再采用二层200g/m2的无纺布进行包裹, 并用铅丝将包裹层扎紧。对埋设于溶洞封堵混凝土内的通气管壁不作防锈、防锈处理, 但在埋设前进行了除锈处理。为避免在水平铺盖粘土、石渣保护层填筑对及运行期水位升降过程中造成移位或破坏, 保证排气管道的安全使用, 对通气主管沿线用长度为两米的Φ22钢筋做地锚, 每隔两米固定焊接排气管道。

5.1.6 混凝土浇筑

在回填混凝土前清除洞口浮渣及洞内的松动石块、溶蚀物等杂物, 并将溶洞壁采用压力水冲洗干净, 对洞壁溶蚀光面求进行凿毛处理, 满足混凝土浇筑对基础面的要求。当出现窄条夹泥带且不具备掏挖条件时, 对填泥部位清除到致密的原状土层。以上清理和处理工作结束并经验收合格后, 方可进行封堵混凝土的施工。溶洞和落水洞的回填混凝土采用素混凝土, 混凝土强度等级采用C15, 水泥选用普通硅酸盐水泥, 其水泥强度等级为32.5级。为降低大体积混凝土水化热和节省水泥用量, 溶洞处理的回填混凝土均掺II级以上粉煤灰, 其具体掺用量控制在15%~20%。对溶洞底部和侧壁存在窄缝型溶蚀空腔, 混凝土浇筑振捣困难或无法进行振捣的部位, 采用混凝土流动性较高的泵送高流态混凝土浇筑。泵送混凝土采用的级配, 根据溶洞形态、溶洞发育的复杂程度等不同情况进行分析后, 确定采用二级配或三级配混凝土。对于粘土铺盖区和库区内主要汇水点及体形特别复杂的溶洞和落水洞, 如LK1落水洞等, 混凝土回填封堵处理分两步进行:首先对各支洞进行混凝土塞封堵, 然后再进行主洞混凝土浇筑。支洞混凝土塞填充堵段长度大于3m, 采用泵送高流态一级配混凝土进行浇筑。各支洞封堵完毕后把各支洞的排气管接到主洞浇筑顶高程以上, 然后进行主洞混凝土的浇筑。为保证施工安全以及混凝土稳定, 根据需要在溶液洞周边布设锚杆, 锚杆设置的根数、位置和入岩方向在现场指定。

5.1.7 回填、固结灌浆处理

对库水渗漏有较大影响的溶洞和落水洞, 在混凝土浇筑前埋设溶洞回填灌浆管, 对溶洞下部或深部洞体进行回填灌浆。溶洞封堵过程中, 如发现混凝土周围岩体比较破碎, 沿混凝土塞周围容易产生绕渗问题, 则在混凝土塞周围岩体内布置固结灌浆孔进行固结灌浆处理。根据不同溶洞和落水洞洞体、溶蚀宽缝的分布情况, 预埋回填灌浆管的埋设位置、数量、方向及深度, 由参建各方现场确定回填灌浆管应尽量插入回填洞体或溶蚀宽缝的底部。回填灌浆要求在封堵混凝土强度达到70%以后方可实施。最大回填灌浆压力 (平均值, 下同) 采用1Mpa, 并根据回填灌浆施工时主坝趾板基础、副坝坝基和岩石的抬动情况、灌浆洞衬砌变形等实际情况作适当调整。对预埋有回填灌浆管的溶洞进行回填灌浆, 要求先灌浆配合比1:1:0.6 (水泥:砂:水) 的水泥砂浆或高流态混凝土, 砂浆泵压力为1Mpa;待较大的空洞填满后, 再用0.5:1的水泥浆液灌至结束。溶洞固结灌浆压力采用1.5倍该处的作用水头, 但最小不得低于0.5Mpa, 最大不得高于1Mpa。固结灌浆水灰比为2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个比级, 浆液应由稀至浓逐级变换。防渗帷幕线上截水墙的回填灌浆结束条件为:达到最大设计压力下, 当注入率不大于1L/min后, 继续灌注60min, 可结束灌浆。固结灌浆和其它部位溶洞的回填灌浆结束条件为:达到最大设计压力下, 当注入率不大于1L/min后, 继续灌注30min, 可结束灌浆。

5.2 未揭露的溶洞、溶隙等特殊地质问题处理施工方法

在坝基、铺盖区、灌浆洞开挖施工过程中, 已揭露了一部分溶洞、溶隙, 仍有一些深埋地下的溶洞、溶隙没有被揭露, 查明这些溶洞、溶隙的位置和规模, 其众多勘探手段中较好的方法是利用灌浆之前先导孔, 对于先导孔除要求取芯及进行压水试验工作外, 还特别注意钻进过程记录, 进行物探CT测试。做到在灌浆之前充分、详细了解前期的勘探资料及地质报告, 并结合先导孔取得的资料, 初步确定溶洞、溶隙的位置, 并首先进行钻灌施工。根据钻进过程中的返水大小及颜色、有无掉钻现象、钻进速度等, 灌浆过程中的压力、流量变化等, 确定是否存在溶洞并及时进行相应的处理措施。下面就以主副坝间X-97孔为例说明处理施工方法。在主坝~副坝帷幕灌浆X-97孔施工过程中, 钻进至16.5m发生掉钻, 至24m遇下部岩石。经孔内电视资料及钻孔资料分析, 初步判断为一溶洞。根据参见单位现场决定, 用混凝土填筑后再进行灌浆处理。施工方法为:在原X-97孔上、下游50cm左右各钻进一个φ130mm大口径钻孔, 两个大口径钻孔施工过程中也都均遇到了溶洞。其中972与X-97钻孔情况基本相似, 在16.5m发生掉钻, 孔深24m遇下部岩石;971钻进至15.66m即发生掉钻, 在孔深16.6m处遇下部岩石。成孔后通过此两孔971 (上游侧加密孔) 、972 (下游侧加密孔) 灌注C25高流态一级配混凝土。C20高流态一级配混凝土 (坍落度达大于20) , 采用HD40型混凝土输送泵泵入孔内。根据钻孔情况, 在971及972孔内下入φ108mm地质管作为导管, 深入溶洞50cm。在现场混凝土泵无法泵入后, 封堵971、972孔, 立即通过X-97孔灌注0.5:1水泥浆直至达到灌浆正常结束标准。从揭露的情况, X-97孔上游侧已处于溶洞边缘, 所剩空间较小, 混凝土灌注时自下游侧972孔开始, X-97及971孔作为排气孔;在通过972孔无法泵入后, 将此孔封堵, 自971孔泵入混凝土, 以X-97作为排气孔。在971孔无法泵入后, 封堵971孔。在两孔混凝土灌注结束并封堵后, 立即通过X-97孔采用0.5:1浓水泥浆进行连续灌注, 压力不大于1Mpa, 以充填混凝土中的空隙, 在1Mpa压力下达结束标准后, 待凝3天, 再按正常的灌浆程序和施工参数进行帷幕灌浆处理。

结束语

盛夏去淄博溶洞吧 篇4

淄博南部山区的溶洞群景观在北方来说。是极为罕见的，洞内冬暖夏凉，气温常年保持在摄氏侣度左右。

最早开发的博山溶洞又名樵岭前风景区，位于淄博市博山城西南8公里的樵岭前村一带，景区内峰峦迭翠，飞流叠瀑。素有天然公园之称。主要由朝阳洞，王母池和淋漓湖三个自然景区组成。三处景点由一条迂回曲折、峻险奇迷的山谷连接，两旁危岩陡峭高达40多米。博山溶洞，约形成于1200万年以前，洞中钟乳产生于20-30万年之间。该洞呈南北走向，深达1500多米，洞内结构奇特，洞中有洞，宽窄高低不一。洞宽一般为10米左右，最宽处达20余米，窄处一人则难以侧身通过。洞高一般3米左右，最高处达40余米，低处则需匍匐通行。洞内钟乳，石笋似雕似塑，奇幻迷离，气象万千。其中“十八罗汉朝南海”、“仙人亭”等奇妙景观，令人叹为观止。全洞处处流水潺潺，空气清爽宜人，给人以幽雅神秘之感。王母池位于樵岭前村南面，是一个周长约100米，深2米的长方形池潭。瀑布自峡谷倾泻而下，帘水击崖。银花四溅。7块10米多高的巨石矗立于瀑布左上方，似仙女在俯首凝思。

淄博最大的溶洞是开元溶洞，位于源泉镇东高村马兰峪，发育于下古生代奥陶纪白云质岩，形成于40万年前，是典型的岩常溶洞穴，全长1100余米，洞内自然景观及文物古迹众多，最宽处达30多米，被国家岩溶馆誉为“山东第一洞”。因洞内有唐开元年间的摩崖石刻而得名，洞内大而高，分八个大厅，洞内各种石钟乳等自然景物玲珑剔透，形象逼真，令人目不暇接。洞内新石器时期、唐、宋等各时期的摩崖石刻更令人称绝。在这条已形成二十多万年的古洞之中，既有雄奇壮阔的自然景象，更有新石器时期以来的珍贵文化遗存，特别是开元溶洞洞内开元年间的钟乳石刻和遗迹文物，向我们真实再现了1300年前盛唐文化的一个侧面，充分展示出开元洞博大深沉的丰富内涵。

九天洞位于沂源县南鲁山镇境内，山东省第四高峰——鲁山脚下，沂源猿人遗址溶洞群省级风景名胜区的中心，距县城10公里。

九天洞于1992年开发建设，高5-8米、游程1200米；洞内负氧离子含量丰富，具有突出的避暑、养身，康体功能：九天洞发育于地质年代上的古生代奥陶纪石灰岩层中，其形成有一百万年的历史，洞内有九个洞厅，其景观可与神话中的天宫相媲美。所以叫九天洞，这九个厅分别是天地之间厅、步天厅，天河厅、天宫厅，天街厅、天国花园厅，巡天厅、梦幻天堂厅、别有洞天厅：洞内沉积的石花、石葡萄、石珊瑚、石靈芝，月奶石、卷曲石、石笋，钟乳石，石柱、鹅管、石旗，石幔、石莲，石盾等如晶如玉，绚丽多彩，惟妙惟肖，美不胜收，犹如用宝石珊瑚翡翠雕砌而成的宏伟壮丽的天宫。洞内旅游景观200多处，在常见的40多种常规化学堆积类型中，九天洞占有38种，有7种稀有微观化学沉积类型，其化学堆积景观类型之多、之全、之精，之奇，实属国内外罕见，是全国稀有景观类型最多的溶洞，同时又是石花面积最大的溶洞，洞内大面积的石花，大面积的石莲，大面积的方解石晶花和大面积的月奶石，被称为“九天四绝”。其中大面积的石花，质地纯净，玲珑剔透，组合精巧，高贵细腻，令人赏心悦目，被称之为“国宝”，具有极高的观赏和科研价值。九天洞的发现是中国溶洞史上的惊人事件，此洞所展现的化学微型景观，把中国溶洞的科学和观赏价值推上了世界顶极水平，它既是中国溶洞景物的集大成，又是世界溶洞中的一朵奇葩。

冲孔桩溶洞处理技术 篇5

广州市轨道交通五号线(大坦沙站、口—大坦沙站以东高架区间以及联络线)土建工程高架区间均采用冲孔灌注桩基础,桩基直径有1.5 m,2.0 m,1.8 m。桩基要求嵌入微风化岩大于1倍桩径,且桩端要有3倍桩径的完好微风化持力层。

根据本标段岩土工程勘察报告,施工范围地内有广三断裂和珠海断裂通过,大部分钻孔揭露有断裂带、溶洞等不良现象,特别是大坦沙、珠江西桥段地下溶洞发育,孔位出现串珠状溶洞。

1)土洞:

分布在微风化灰岩面,土洞主要填充软塑状粉质粘土和粉细砂。两个钻有揭露,土洞高度为0.35 m,2.20 m,平均为1.27 m。

2)灰岩溶洞:

分布在场地灰岩部分,局部呈串珠状,多层分布。溶洞高度为0.51 m,11.75 m,平均高度为3.30 m,大部分溶洞无填充物,局部充填可塑状粉质粘土。

2 桩基础施工难点及施工措施

高架区间地质复杂,多数孔位出现断裂带、土洞、溶洞,岩性在水平和垂直方向的变化较大。复杂的地质给桩基础施工造成很大困难,冲桩过程中容易造成偏孔、漏浆、塌孔。因此广东省基础工程公司在施工过程中制定了下列施工措施:

1)地质勘察时,采用一桩一钻的方法,同时采用声波探测,掌握溶洞出现的大概位置,推断其范围大小,并将同一承台桩基的地质勘察资料进行比较,推断溶洞的发展状况。

2)将每个孔位的地质柱状图印发给有关人员,让具体操作者、技术人员、作业队长都清楚溶洞的位置、大小、充填情况,对其做好技术交底及安全交底,使得现场所有人员认识到溶洞可能出现的危险,在出现溶洞抢险过程中首先要保证人员安全。

3)备足成孔用水、粘土、片石、泥浆等必备材料,确保溶洞击穿时迅速补水、补浆,预防塌孔,并及时抛填粘土、片石,以恢复正常钻孔作业。粘土片石要在桩孔附近,冲孔遇到溶洞时能较快的回填。部分粘土用麻袋装好,遇到漏浆机械没开动前可先组织工人回填粘土、片石,遇到漏浆速度慢的小溶洞,工人可回填粘土、片石止住漏浆。

4)地质资料显示有溶洞、断裂带的桩位,钢护筒振至岩面,如击穿溶洞、断裂带时,采用充填方法无法阻止漏浆造成塌孔,则钢护筒至少振至穿过溶洞1 m。对于无法振打钢护筒且经过多次堵漏都无法穿过的溶洞采取压浆处理。

5)施工现场一定要有处理漏浆的备用机具设备,如挖掘机、铲车、泥头车、吊车等,以免发生险情无法实行溶洞处理措施,造成不必要的人员伤亡及财产损失。

3 溶洞处理技术

3.1 成孔过程的预防及事故处理措施

1)施工防护。

冲孔过程中,桩孔附近只能堆放用于填充溶洞的粘土及片石。粘土的质量要好,含砂率低才能制造优质泥浆。片石尺寸大约是30 cm×30 cm方便填充。桩孔设立防护范围,避免车辆在防护范围通过,减少对桩孔护壁的压力和振动。不能将机械及材料堆放在桩孔附近,防止大面积塌孔时被埋没。

2)预防措施。

因为本标段溶洞、断裂带发育,桩基施工时如地质资料显示没有溶洞或断裂带,钢护筒振穿砂层到达稳定层,如在冲孔过程中出现漏浆,并采用填充方法无法阻止漏浆造成塌孔,则钢护筒至少振至穿过溶洞1 m。

地质资料显示有溶洞、断裂带的桩位,钢护筒振至岩面,如击穿溶洞、断裂带时,采用充填方法不能阻止漏浆造成塌孔,则钢护筒至少振至穿过溶洞1 m。然后进行成孔作业,如在孔深达到钢护筒底时出现漏浆情况,则表明溶洞封堵不严,及时回填黄泥及片石,堵塞漏浆后,继续加长护筒,延长防护深度。在溶洞附近位置冲进的过程中,适当调高泥浆浓度,提高泥浆护壁的稳定性。

3)应急处理措施。

a.在冲孔过程中密切观察泥浆液面变化,如出现泥浆面骤然下降时,施工人员应马上将桩锤提起,同时向桩孔补充泥浆,抛填片石和黄泥并及时通知现场管理人员和项目负责人,组织应急小组进行抢险,直至泥浆面稳定。然后重新制定防范和处理措施,恢复生产。

b.如果在钻孔过程中突然出现塌孔,所有操作人员应立即撤离工作面,并及时通知现场主管,组织抢险小组撤离施工设备,然后按照处理方案进行处理,重新组织施工。

c.如在塌孔时出现人员伤害,现场负责人接到报告后,立即组织现场人员救援,尽力控制事故蔓延,疏散人员,一边向当地医院申报求援,一边向公司应急救援指挥部报告,协助抢险和事故处理。当事故得到控制后,应立即成立事故调查处理小组,调查事故发生原因和研究制定防范措施;成立抢修小组,研究制定抢修方案并立即组织抢修,尽快恢复生产。

3.2 清孔过程的预防及事故处理措施

在清孔过程中,为满足灌注混凝土的要求,需要将泥浆比重调低,达到灌注的泥浆指标。孔壁上的压力会减小,同样存在不安全因素。这个工序要确保泥浆质量,提高胶体率,保持粘性和泥浆面高度,同时尽量减少冲击钻在桩孔中的扰动,注意观察桩孔的稳定情况。如出现坍塌,作业人员应立即撤离,并按上面所述措施进行抢险和抢修。

4岩溶地区冲桩注意事项

1)采取各种手段及技术,尽量掌握桩位的溶洞、裂隙情况。技术员、施工员、操作工人都必须对桩孔地质情况十分清楚,对他们进行细致的技术交底。

2)分节段振打的护筒长度应为4 m左右,护筒过长或过短都不好控制护筒的垂直度及坐标,如护筒直径大振打护筒时不好控制,可用工字钢烧焊扁担辅助施打。每节护筒振好后,测量工程师检测护筒的垂直度及护筒中心与桩位中心的偏差,护筒四周的高差应控制在2 cm以内,护筒中心偏差不能大于5 cm。

3)岩溶地区冲桩时,为防止遇溶洞塌方时护筒被埋,冲桩的钢护筒用卡环锁定在桩架上。

4)浇筑混凝土时,埋管不应少于3 m,不宜高于6 m,且最好不要在溶洞的位置拆管。

5)冲桩时要经常检查桩孔的垂直度,因为岩溶地区较易偏孔。穿过溶洞时桩锤冲程要控制在1 m~1.5 m,防止卡锤。发生漏浆要及时将锤拉起,以防塌方埋锤。

冲孔桩施工遇到溶洞时,要么振打钢护筒穿过溶洞,要么回填粘土、片石堵漏。在施工过程中可能会遇到危险情况,这就要求现场管理人员及工人对遇到溶洞时采取的处理措施十分熟悉,及时处理溶洞漏浆。在桩基施工时要准备充足的相关材料、机械,避免出现遇到溶洞时无法处理的情况。

3.3安装钢筋笼及混凝土灌注的事故预防及处理措施

在桩基础施工中,不稳定因素是全过程存在的。钢筋笼安装及混凝土灌注过程中也有可能出现塌孔等安全问题。在这一过程中,起重机械和混凝土搅拌车等重型设备要尽可能远离桩孔,同时加快安装、灌注速度。如果桩孔附近土质软弱,稳定性不好,混凝土搅拌车不宜靠近,可考虑采用输送泵下混凝土。若出现坍塌,应立即停止灌注混凝土,撤离人员至安全地带,拔出钢筋笼,回填处理。

3.4钻探资料无溶洞桩基的预防措施

由于岩溶地区地质发育的复杂性,而超前钻的钻孔小,钻桩的直径大,所以该公司在施工中出现过钻孔没有溶洞,而实际施工有溶洞的情况。因此在施工时要求工人密切注意施工的动态,当施工过程中突然出现浆面下降,要按有溶洞进行处理,并立刻把锤拉起,向孔内加浆,抛黄泥包和片石,保持孔内浆面稳定;如出现坍塌即按应急措施进行处理。

参考文献

溶洞桩基钻孔施工技术 篇6

关键词：溶洞,桩基,钻孔

1 工程概况

某特大桥13#桩基直径1.5m, 桩长52.8m, 嵌岩桩基础, 根据地质勘查报告资料, 该桩地层自上而下为耕植土、淤泥、粘土、全风化粉质、炭质页岩、溶洞、微风化含碳质灰岩、溶洞、微风化含碳质灰岩、溶洞、微风化含碳质灰岩、溶洞、微风化含碳质灰岩, 具体地层见图1所示, 在该桩地层中有四层溶洞呈串珠型分布, 溶洞高度分别为0.9m、1.4m、1.6m和8.9m, 溶洞内均为软塑状粘土全充填。

2 施工方案

根据该桩地层存在溶洞的情况, 考虑溶洞位置较深, 且呈串珠状, 确定采用冲击钻成孔, 边钻进边抛填片石和粘土、水泥, 并及时下放钢护筒跟进的方案。

3 施工要点

3.1 钢护筒制作

钢护筒既保护孔口壁, 又是钻孔的导向, 钢护筒采用A3钢板在加工场用卷板机制作, 钢板厚度为14mm, 直径为1.55m, 每节长度为1～4米不等, 利用20吊车配合DJ-150振动打桩锤插打钢护筒。

3.2 泥浆的配制

桩基主要是依靠泥浆的静压力来平衡孔壁的压力及地下水渗透压力, 因此配制泥浆的性能及质量直接决定着成孔的质量。本桩采用人工配制泥浆进行钻孔施工, 泥浆主要材料如表1所示。泥浆的配合比:水∶膨润土∶碱∶CNN=100∶25∶6∶6。利用泥浆泵将泥浆调匀, 泥浆比重要达到1.6～1.80, 粘度达到20S后, 泥浆制作才算完成。

3.3 钻孔

上部松软土层和全风化粉砂质、碳质层厚度11～12m, 钻进速度较快, 在钻头钻至第一层溶洞溶顶上0.6m时, 停止钻进, 向孔内抛投大块片石, 厚度0.5m, 平衡钻头, 防止穿破溶洞时出现孔斜, 冲程控制在0.6m, 平稳冲砸。经仔细观察钻头穿破溶洞后钢丝绳摆动轻微, 孔位无偏斜和漏浆现象, 钻进溶洞后, 继续向孔内投放大块片石1.5m厚, 钻头进尺稍微加大。钻进1m后, 为保证固壁良好, 再以0.6m的小冲程钻进, 再次投放片石1.5m厚, 其中夹杂投入粘土和水泥, 溶洞内钻进时, 泥浆比重为1.6～1.80, 由于上两层溶洞间距只有20cm, 且溶洞较小, 钻进时比较顺利。

第二层溶洞与第三层溶洞之间为5.4m的微风化含炭质灰岩, 岩质较硬, 进尺慢, 钻头损坏严重, 将5T钻头调整改装为8T的钻头后, 进尺速度提升显著。

第三层溶洞穿破后, 未见漏浆现象, 由于该层溶洞不大, 高度只有1.7m, 钻头穿破溶顶后随即向孔内投放片石1.9m和粘土、水泥, 并用0.6m左右的小冲程反复冲砸以固壁。

第四层溶洞最大, 溶洞高度为8.9m, 溶洞位置在孔深31m至41m之间。钻头进入溶洞后进尺加大, 泥浆有一定漏浆现象, 随即提出钻头, 向孔内投入片石及粘土、水泥, 厚度1.5m, 然后以0.6m的冲程冲砸。进尺1m后泥浆由灰黑色渐变为黄褐色, 由于该层溶洞大, 边钻进边抛填片石, 抛投的片石尺寸25～40cm, 具体采用每钻进1m投放片石及粘土1.5m重复钻进的方法, 溶洞内泥浆比重始终控制在1.6～1.80以上。

3.4 钢护筒跟进

首先直接将钢护筒打入上部松软土层中;全风化粉砂质、炭质页岩层冲击钻进2m后, 钢护筒跟进。第一层溶洞和第二层溶洞钻进后, 及时将钢护筒跟进打入。第三层和第四层溶洞穿过后, 及时利用振动锤将钢护筒打入跟进施工。

4 关键工序的控制

1) 钻头钻至溶洞顶时, 为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜孔, 除采用抛填片石平衡钻头外, 也可采用质量较大的钻头。2) 溶洞处理时, 速度稍微放慢一些或暂停一段时间, 可以促使片石和粘土、水泥的固结, 提高固壁能力。3) 填充物的溶洞采用抛填大块片石, 可以有效避免缩孔和缩径;片石∶粘土∶水泥按3∶0.8∶0.2的比例加入。4) 严格控制溶洞内泥浆浓度, 比重不小于1.6;孔内若发生漏浆现象, 泥浆要及时补进, 抛填片石和粘土、水泥等物。

5 结语

该桩从开钻到成孔, 钻进过程中无塌孔、吸钻、埋钻及卡钻现象。该桩灌注到溶洞位置时, 混凝土面上升较慢, 实际灌注数量较设计数量增加30%, 事后经超声波检测为Ⅱ类桩基, 成孔质量良好。

参考文献

[1]JTJ041—2000.公路桥涵施工技术规范[s].

浅谈桥梁溶洞桩基处理方法 篇7

永武高速公路K176+400～K178+100段位于十方盆地西侧边缘, 属构造剥蚀～侵蚀丘陵间盆地地貌。据钻探揭露及物探显示, 该路段灰岩中溶洞发育, 第四系土层与灰岩接触面处土洞发育。溶洞极发育, 溶洞大部分分布在距地13 m～40 m之间的灰岩层中, 在平面上呈带状分布, 在竖向呈串珠状分布。该段共有6座桥139根桩基, 其中有93根桩基在钻探中发现有溶洞或土洞, 溶洞最大高度达13.8 m, 单桩溶洞最多达8层。溶洞充填物较杂, 呈流塑～硬塑状亚黏土 (或含角砾、碎石亚黏土) 充填, 部分溶洞无充填物;土洞主要在第四系土层与灰岩接触面处, 一般有流塑状黏土充填。在施工过程中发现溶洞的形态变化较大, 大多溶洞忽高忽低、忽宽忽窄, 曲折很大, 且较多溶洞为多洞连通, 给桥梁基础的施工带来很大的困难, 甚至发生地面塌崩、钻机倾翻的事故。

2 施工时出现溶洞的特征

由于溶洞处于地下, 属隐蔽物, 不能直观的被人认识, 本项目虽在设计阶段要求设计单位对溶洞区桥梁桩基的地质勘探采用逐桩钻孔, 但也只能定性地确定溶洞的存在及大概位置, 而无法准确测出溶洞的大小、形状, 因而溶洞给桩基施工带来的危害是无法避免的, 在桩基施工中, 遇见有地下溶洞时, 常会出现以下现象:

1) 孔内泥浆水面缓慢下降, 最后稳定, 说明地下溶洞不发育、有间断、洞体积较小, 此现象危害性小, 对地面施工无任何影响, 可不做特别处理。2) 孔内泥浆迅速下降消失, 这时地面可能出现两种情况:a.洞口无异动, 说明溶洞顶以上覆盖层结实, 足以支撑地面重物, 但为安全起见, 应立即移走机械;b.洞口开始出现塌崩, 此时应迅速移走机械。3) 孔内泥浆突然消失, 地面机械随着洞口附近地面塌陷, 这种情况多为溶洞位置较浅, 体积大, 溶洞顶地质较弱, 无力支持地面重物, 这类危害突发性强, 来不及作出反应, 对人机危害较大, 在施工中有5根桩基出现地面塌陷。

3 溶洞桩基施工方法

3.1 桩基施工前准备工作

根据地质钻探资料, 首先应做好充分思想准备, 做好安全防患措施, 采取有效的处理措施, 是完全可以解决通行的难题, 可以把施工危险性降到最低, 把经济损失降到最低, 同时又保证桩基的质量及施工的进度。

1) 根据设计的勘探资料, 认真分析地质情况, 确定溶洞的大概位置及形状规模, 选择钻机的种类及型号。2) 根据分析掌握的数据, 准备好足够的泥土、回填的片石及钢护筒, 以便能在出现溶洞时及时处理。3) 保证设备移走的线路平整顺畅、无阻碍物, 紧急情况可令人机迅速撤离现场。4) 如果是水中施工, 要考虑平台的面积及稳固性。5) 在成孔前孔位附近地面上不要放置重要物品, 避免塌孔造成损失。6) 现场要有足够吨位的吊装和拖拉设备, 可及时采取措施, 预防损失扩大。

3.2 钻探时出现溶洞采取的措施

1) 当溶洞体积较小时, 直接加泥浆, 保持孔内水位的压力, 防止塌孔, 然后抛片石, 继续施工。2) 当溶洞体积较大, 空间垂直高度大于1.5 m, 覆盖层较厚达10 m以上, 地面无塌崩时, 可加长钢护筒到溶洞层, 隔绝溶洞, 以防止灌注混凝土时大量流失。3) 当孔口地面崩塌时, 应清理崩塌范围内杂物, 然后用土回填, 再准确测出桩位, 埋置钢护筒, 重新钻进。4) 在处理溶洞时, 应根据实际情况和经验进行加泥浆、抛片石、埋置护筒等工作, 在施工中要做好记录, 保证能准确测定溶洞的深度及体积, 给处理溶洞采取措施时提供可靠有效的数据, 少走弯路, 提高效率。

3.3 浇筑水下混凝土出现溶洞时采取的措施

有的桩基钻孔时成孔范围内没出现溶洞, 钻孔时由于孔内泥浆护壁等原因, 对溶洞没有产生扰动和挤压, 到浇筑混凝土时, 混凝土对孔壁的冲击和挤压使该溶洞显现出来。

1) 浇筑混凝土时, 混凝土面上升极缓 (根据孔径及混凝土浇筑数量计算比较) , 此时可判断为出现溶洞, 应继续浇筑, 对混凝土面勤测, 拆除导管时要确保混凝土的埋深 (埋深最好大于6 m) , 必要时须对导管加长;同时仔细观察孔内泥浆面, 如泥浆面下降过快, 则需进行补浆。2) 浇筑混凝土时, 混凝土面未上升甚至出现轻微下降的现象, 此时可判断为出现溶洞。此时应加大混凝土浇筑量, 同时应适当调大混凝土坍落度, 对混凝土面勤测, 确保导管的埋深长度, 直至混凝土面上升后正常浇筑。3) 浇筑混凝土时, 泥浆面突然下降过快, 混凝土面也出现下降的现象, 此时可判断为出现溶洞, 应立即量测混凝土面, 判断导管的位置, 若发生导管落空, 应停止浇筑, 立即进行补浆, 避免出现塌孔, 为日后接桩处理创造条件。

4 结语

岩溶区桩基施工中不确定的因素较多, 新的问题会经常出现。应高度重视施工中出现的涌水、塌孔、卡锤、倒锤、泥浆渗漏、灌注中混凝土外漏等问题。本人在施工过程中, 对单层、较小溶洞采用回填片石、黄泥冲击成孔是一种常用的经济、简单的解决措施;对超长大的单层溶洞、多层溶洞以及严重涌水、严重塌方的溶洞, 其处理采用逐段加长钢护筒处理取得较好的效果。同时对地质结构设计图纸应作充分了解, 施工中进行全过程监控, 对不同的地质情况采取对应的技术措施, 才能安全、经济、有效地完成基础施工。

参考文献

[1]JTJ 041-2000, 公路桥涵施工技术规范[S].

[2]交通部第一公路工程总公司.桥涵[M].北京:人民交通出版社, 2005.

浅析溶洞地区桩基础施工 篇8

地质勘探资料表明, 华南路三期工程岩溶极为发育, 溶洞主要发育于石碳系上灰岩中, 发育深度为14.5~47.20m不等, 溶洞大小不一, 洞高0.3~6.8m不等, 溶洞处于充填、半充填状态, 部分为空溶洞, 充填物多为软塑状粘土, 地下水活动较为强烈, 溶洞顶板薄, 对桩基础施工影响极大。

2 溶洞处理方案和应急措施

2.1 处理原则

⑴每根桩必须经地质钻探, 详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型, 画图列表, 为制定相应施工方案提供详实依据。

⑵对填充物进行土工试验, 分析其物理力学特性, 检测容重、含水量、孔隙率等, 为注浆参数计算提供依据。

⑶根据地质钻探资料和填充物情况, 对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。

⑷对每种处理方案, 都要进行仔细的计算, 施工前在桥位外进行溶洞注浆及钻孔试桩试验, 取得经验数据, 完善施工方案, 指导施工。

2.2 钻进方法的选择

⑴溶洞顶部的冲孔施工:在溶洞发育的桩基施工过程中, 用冲击钻机冲孔时, 要求轻锤慢打, 使孔壁圆滑坚固, 钻头提升高度一般不超过50cm。所有卡扣及钢丝绳必须经检测, 确保安全。

⑵根据岩层的软、硬和岩溶的发育程度, 采取相应的施钻方法。

(1) 对于软硬塑状粘土和软硬相间的石灰岩地段, 为防止成孔过快, 采用低冲程 (h=1~2m) , 轻锤 (2.5~2.7t) 慢击 (3~4次/min) 的冲击钻进方法;

(2) 对于完整而坚硬的石灰岩, 为达到有效破碎岩石, 加快成孔速度, 主要采用高冲程 (h=3m) , 重锤 (3.5~3.7t) 慢击 (6~7次/min) 的冲击钻进方法;

(3) 对于岩溶发达地段, 为有效破碎岩石, 又要防止成孔过快和斜孔, 并且要防止塌孔、卡钻等事故发生, 故采用中低冲程 (h=1~2m) , 重锤 (3.5~3.7t) , 慢击 (3~4次/min) 的冲击钻进方法。

2.3 防止漏浆、塌孔、卡钻、斜钻等技术措施

⑴对于岩面高差较大的地段, 为防止斜钻, 采取每孔钻进0.2~0.3m后, 抛填片石的方法, 填平孔底, 再用小冲程重锤慢击的钻进方法。

⑵对于接近岩溶顶板和穿过漏浆裂隙、溶洞地段, 采取按4:1的比例投入块石和硬粘土, 再用小冲程重锤慢击的钻进方法, 且每钻进1m左右, 测量复核孔位一次, 严重漏浆地段, 要加大块石和粘土的投入。

⑶对于孔位有高于3m或有多层溶洞的地段, 在钻进过程中漏浆严重, 不能成孔的, 采用边钻进边用振锤振入护筒的办法。直至护筒穿过溶洞, 达到岩层内, 再重新用慢速钻进成孔。

⑷对于孔位有高于3m的溶洞, 在抛填石块粘土后不能成孔又不能灌注水下混凝土的, 可采用在溶洞位置的钢筋笼上焊接护筒, 然后随钢筋笼一起放入, 再浇筑水下混凝土。

2.4 溶洞处理方法

根据溶洞的高度、洞内冲填物情况, 对溶洞采用不同的处理方法, 主要的处理方法有:抛填、注浆固结、灌注混凝土填筑、套放大小钢护筒等。

⑴溶洞范围小, 溶洞高度小于1m, 没有充填物或洞内注满水的, 采用抛填片石、粘土等, 使溶洞范围形成护壁后, 再继续施工。在溶洞范围桩的钢筋笼在溶洞上下各1m的范围内的定位钢筋上焊接厚4mm的钢板圆筒, 保证成桩混凝土的质量。

⑵对于封闭的高度在1~3m、洞内为填充或半填充状态的溶洞, 采取注浆措施, 提供成孔条件穿过溶洞。若洞内无填充物或填充物不满, 则采取先填充碎石或干砂, 然后注浆;若充填物呈松散或软塑状态时, 直接注浆固结即可;若充填物已固结呈硬塑状态时, 则可以直接冲孔, 但需加强泥浆护壁。

⑶溶洞高在3~5m的多层溶洞, 而多层溶洞间的间距较小的, 可采用钢护筒穿越处理。先用冲击锤进行冲孔、扩孔, 然后采用振锤把钢护筒振沉至溶洞底部。

⑷溶洞高度大于5m的多层溶洞, 且溶洞间距较大时, 拟采用套内护筒法施工, 即用内护筒穿过溶洞的方法进行施工, 互通长度为L=h+2m (h为多层溶洞高) 。内护筒内径比设计桩径大20cm, 外径小于外护筒内径5cm, 如遇第二层溶洞, 第二层溶洞的内护筒外径比上层内护筒内径小3~5cm。

⑸若设计要求灌入碎石则必须钻一个大孔 (直径不小于30cm) 放入钢管并固定, 钢管上置碎石料斗, 碎石粒径不大于2cm, 投料时振动钢管, 以防止堵塞, 填充量控制与填砂控制方法相同。

⑹对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等, 冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土, 甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用, 保证泥浆不流失, 使钻孔顺利通过岩溶区。

2.5 主要施工技术措施

根据溶洞的不同类型, 溶洞内有填充物填满或有流砂的, 或当溶洞为空洞或填充物不满 (水洞) 且深度在3m以内的, 在钻孔桩施工前先进行预处理, 采用静压化学灌浆法固结填充物和流砂, 或用此法填满溶洞, 在固结体达到一定强度以后再钻孔施工。

当溶洞为空洞, 且深度在3m以上的, 拟用套内护筒法施工, 即用内护筒穿过溶洞的施工方案。

⑴静压化学灌浆法施工方法。溶洞预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间并达到一定的强度 (20MPa以上) , 防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生, 保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。溶洞预处理施工, 在钻孔桩施工之前进行。

(1) 在众多的灌浆法中, 因溶洞的不规则性, 决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法。同时也可兼用喷射灌浆法, 促进填充物强度的加强。

(2) 静压化学灌浆的加固特点浆材可在几秒或在几十秒内瞬间凝固, 可控制浆液灌注在一定范围内且不流失, 材料的利用率高, 比较经济。

对溶洞中的砂、砾等土体, 浆液是通过渗透作用板结砂和砾的;对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体, 浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的;对于无填充物和半填充溶洞的空间, 浆液是通过充填作用填满溶洞的。

(3) 主要施工机械设备:BW250泥浆泵, BW150泥浆泵, 100型钻机, 泥浆搅拌机和贮浆槽, 高压灌浆管及其配件。

⑵套内护筒施工方法:

(1) 内护筒长度的确定:护筒长度L=h+3 (h为地质超前钻确定的溶洞高度) 。

(2) 内护筒内径的确定:内护筒内径应大于桩径10cm, 同时外径应小于外护筒内径5cm左右, 如果只下一次内护筒 (一层溶洞) , 内护筒内径应大于桩径10cm, 壁厚为1cm, 当遇到第二层溶洞时, 第二层溶洞的内护筒 (即第三次护筒) 选用内径大于桩径10cm。

(3) 溶洞顶部冲孔:当钻孔施工接近溶洞顶部时, 要求轻锤慢打, 使孔壁圆滑坚固, 提升高度一般不超过50cm。所有卡扣及钢丝绳必须先经测试检查, 其它施工工艺及注意事项与常规相同。

(4) 内护筒的沉放方法:当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤, 在顶部厚度范围上下慢放轻提, 冲锤不明显受阻碍, 说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的, 此时用钢丝绳活扣绑住内护管, 用吊机 (或冲机自吊) 把内护筒放入外护筒内至孔底。到孔底后, 内护筒不会靠自重沉到溶洞底部 (因溶洞底有沉渣、沉淀物等) 。此时, 钻机重新就位。

(5) 内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理:

在内护筒底部及顶部100cm范围内回填砂、碎石, 中部回填中砂。

用高压喷射灌浆法对回填体进行灌浆处理。灌浆后, 内护筒上下两端空隙被砂、碎石及浆液冲填固结, 固结强度要求达到30MPa, 其抗渗系数可达10~7m/s。灌浆处理后, 即可重新冲孔。

(6) 对于需要处理多层溶洞的桩基, 一般仍采用上述灌浆法填充固结空隙进行施工。目的是为了增加溶洞底部 (同时有可能是下层溶洞的顶部) 附近填充物的密度和强度, 并且增加内、外护筒间的胶合力。

(7) 重新冲钻, 直至嵌入完整基岩。当符合设计及规范要求时, 即可终孔, 此桩即成孔。

3 结束语

工程施工过程中有很多经验值得我们去总结, 只有在不断学习新知识和不断总结以往经验教训的基础上我们才能不断取得进步。●

摘要：对位于灰岩地带、岩溶极为发育地区的桩基施工, 提出了处理原则和施工方法, 为溶洞地区桩基施工提供了切实可行的施工方案。

溶洞与森林的交响乐 篇9

面积:20,273平方公里

人口:201万人

官方语言:斯洛文尼亚语

行政区划:全国分为12个行政区,共193个城镇,其中有11个为城市。

斯洛文尼亚共和国位于中欧南部、阿尔卑斯山脉南侧,西部与意大利接壤,西南部通往亚得里亚海,东部和南部被克罗地亚包围,东部及东北部与奥地利和匈牙利为邻。斯洛文尼亚曾经也是南斯拉夫联盟的成员国之一,于1991年6月25日宣布独立。

富甲一方的“欧洲交点”

就地理位置而言,处于欧洲四大地理区交界处(阿尔卑斯山脉、迪纳拉山脉、多瑙河中游平原以及地中海沿岸)的斯洛文尼亚堪称“交界之国”。

在远古时代,凯尔特人及伊利里亚人是斯洛文尼亚最早的居民。罗马帝国经过长达两百年的征战,于公元1世纪时开始对该地区进行统治,并建立了多个城市。从公元6世纪起,斯洛文尼亚民族的祖先斯拉夫人开始定居于此,逐渐形成了第一个斯洛文尼亚族国家,但在公元745年被法兰克帝国吞并。14世纪,斯洛文尼亚的大部分地区成为了哈布斯堡王朝(奥匈帝国)的领地,直到1918年奥匈帝国在第一次世界大战中战败,斯洛文尼亚才摆脱他族的统治,加入了塞尔维亚-克罗地亚-斯洛文尼亚王国,也就是之后的南斯拉夫。虽然第二次世界大战时斯洛文尼亚被德国及意大利占领,但战后他们又重新回归了南斯拉夫联邦。1990年12月23日,斯洛文尼亚国内进行了全民公决,结果88%的公民赞成独立,于是在1991年6月25日,该国正式宣布独立,随即南斯拉夫联邦向斯洛文尼亚发起了战争,但在斯洛文尼亚人民的顽强抵抗下,这场战争不到十天就结束了,双方基本没有伤亡,史称“十日战争”。1992年,欧洲共同体承认斯洛文尼亚为独立国家,并允许其加入联合国。

早在南斯拉夫时期,斯洛文尼亚就是联邦中最富裕的,政府实施的一系列政治和经济改革保障了国家经济的快速发展,即使经历了一些政局动荡,但并没有影响经济的繁荣景象,在众多东欧经济转型国家中,斯洛文尼亚的人均GDP排名高居榜首。值得一提的是,斯洛文尼亚还是WTO(世界贸易组织)的创始国之一,经济实力毋庸置疑。

鬼斧神工的“溶洞之国”

作为近代洞穴探险运动的发祥地,斯洛文尼亚至今已发现了六千多个溶洞,巨大的钟乳石洞为人类展现了一个雄浑壮阔而又多姿多彩的地下世界。在斯洛文尼亚的众多溶洞中,欧洲第二大的波斯托伊纳溶洞是最具特色的,洞中地形复杂多样,各种石笋和石钟乳是历经几百万年形成的;什科茨扬溶洞群在1988年已被联合国教科文组织列入世界自然遗产名录,溶洞中不仅有钟乳石和石笋,还有地下河和地下湖,洞内的音响效果十分好,每年都会在这里举行一场溶洞音乐会——最回归大自然的音乐盛宴。

如果说斯洛文尼亚是一颗璀璨的绿宝石,那么首都卢布尔雅那就是这枚宝石中最绚烂的那一道光。没有大城市的喧嚣与浮躁,卢布尔雅那让人觉得平易、随和。由于全城人民在第二次世界大战中显现出了顽强抵抗的英雄气概,卢布尔雅那曾被授予“英雄城市”的称号。卢布尔雅察河孜孜不倦地灌溉着这座英雄城市,为它增添了几分通灵清秀的气息。位于河畔的城市中心地带,遍布文艺复兴风格、巴洛克风格及新古典主义风格的建筑物与桥梁。圆形的普列舍伦广场上,屹立着斯洛文尼亚最伟大的诗人普列舍伦的雕像——沉思的普列舍伦身后是高举月桂树枝的女神,该国的国歌就是以他的诗歌作为歌词的。

与西方某些民族对龙的恐惧不同,斯洛文尼亚人对龙的感情与中国人比较接近,建于1901年的龙桥是卢布尔雅那市的标志性建筑,桥头装饰有青铜翼龙,作为城市的守护神。卢布尔雅那的另一个特别之处是著名的“非主流”文化中心梅特尔科瓦大街,在追求时尚的青年人心中颇具影响力。

令人向往的“世外桃源”

有一半“绿色国土”的斯洛文尼亚,森林覆盖率高居欧洲第三,而且还保存了许多原始森林。除此之外,大片的

草地、果园以及葡萄园形成优美的自然风光使得这个国家成为了人人向往的“桃花源”。特里格拉夫国家公园蕴藏了斯洛文尼亚最宝贵的自然财富,每年春天,这里都是一派繁花似锦的景象。横跨斯洛文尼亚和意大利边境的尤利安山脉是阿尔卑斯山脉最美丽的一段,游人可以在大自然的怀抱中尽情享受滑雪的乐趣。在布莱德湖中城堡的露台上徜徉,欣赏夕阳西下、碧波荡漾的美景也是漫游斯洛文尼亚最难忘的体验,宁静悠远的意境给人以仙境般的感觉。此外,被称为“小威尼斯”的海滨小城皮兰也颇受欢迎,是闻名于世的潜水胜地,在这里,不仅可以潜入海底与各种海洋鱼类亲密接触,还可以尽情地享用海鲜大餐。一边欣赏迷人的海景,一边大快朵颐,实在令人难以抗拒。

昙花一现的“黄金一代”

斯洛文尼亚足球继承了南斯拉夫足球娴熟的技术和顽强的斗志,独立后的十年内,他们接连闯入了2000年欧洲杯和2002年世界杯的决赛圈,其中2000年欧洲杯上与南斯拉夫一役堪称经典。第一次进入大赛决赛圈的斯洛文尼亚人,凭着一股初生牛犊不怕虎精神给他们的“老大哥”来了个下马威。赛前被看作“鱼腩”的扎霍维奇们连下三城的情景让人大跌眼镜,不过当时的南斯拉夫队经验老到,在下半场七分钟内连扳三球,双方最终以平局收场,为球迷们奉献了一场足以载入欧洲杯史册的经典之战,也宣告了斯洛文尼亚足球的崛起,进入了属于他们的短暂“黄金时期”,代表人物就是扎霍维奇。

作为斯洛文尼亚的头号球星,代表斯洛文尼亚出战80场,打入35球的扎霍维奇极具攻击天赋。在波尔图效力时,他常常在比赛的最后关头进球,受到过全欧洲的瞩目。但是他脾气古怪,也因此错失了不少效力豪门球队的机会。在希腊踢球期间,他一度认为队友水平太差而拒绝参加训练和比赛,可是来到竞技水平更高的西甲球队巴伦西亚之后,他又因为竞争过于激烈而牢骚满腹。2000年欧洲杯上,他凭借一己之力带领球队一鸣惊人,但在接下来的韩日世界杯,他的“大牌”脾气逼走了国家队的主教练,令球队军心涣散,只能铩羽而归。如今38岁的他回到了家乡马里博尔继续着自己的足球生涯。

随着扎霍维奇、帕夫林和阿契莫维奇等球员因年岁见长而状态下滑,斯洛文尼亚足球也渐渐走向了沉寂。俱乐部在欧洲赛场一直默默无闻,马里博尔和卢布尔雅那奥林匹亚作为国内的老牌强队,从2003-2004赛季以来一直无缘冠军联赛且常常在欧洲联盟杯首轮就遭淘汰,先后称雄的联赛新贵戈里察和夺目扎莱则根本无法通过冠军联赛的资格赛。近几年,斯洛文尼亚的有影响力的球员寥寥无几,一些有实力的球员往往在比利时和希腊等欧洲二流联赛混迹,受到的关注不多,只有汉达诺维奇和诺瓦科维奇两人勉强跻身球星行列。

汉达诺维奇是斯洛文尼亚队后防线上的定海神针,很早就开始闯荡亚平宁足坛,在意大利接受了严格的系统训练,如今已是乌迪内斯队主力门将,在本赛季的联盟杯上有不俗的表现。诺瓦科维奇是一名出色的前锋,如果没有他的16粒进球,科隆队本赛季肯定难逃降级命运,在厄扎特因为心脏病告别球场后,他还戴上了科隆的队长袖标,对于球队的重要性不言而喻。值得注意的还有诺瓦科维奇的同胞兼队友布雷奇科,他在德甲效力多年,曾以主力身份代表汉堡队出现在冠军联赛的赛场上,来到科隆之后他同样尽职尽责。不过像诺瓦科维奇和布雷奇科这样的球员屈指可数,这也是斯洛文尼亚足球折戟沉沙的主要原因,如今在南非世界杯欧洲区预选赛上,他们也只能眼睁睁看着并不强大的斯洛伐克人在小组中遥遥领先。

隧道溶洞综合超前预报技术研究 篇10

关键词：隧道,溶洞,地质雷达,超前预报

0 引言

隧道施工超前预报就是利用一些仪器来探测隧道掌子面前方围岩的地质构造、工程地质条件与水文地质条件等地质条件[1]。这样看来,超前预报主要需要两个方面的知识:物探知识与地质理论知识。而那些超前预报仪器只是探测掌子面前方围岩中的异常情况,难以具体地判断出是哪种地质灾害,另外一些基于地质理论知识的超前预报方法,如地质素描法、工程地质综合分析法等。单纯地靠物探方法来预报隧道掌子面前方围岩情况,由于地质基础理论知识和地质工作经验方面的欠缺,盲目相信探测结果,往往易导致预报结果对界面性质的判断失误或错误,而不进行界面产状的修正又造成隧道掌子面前方界面距探测面所在位置距离不准。单纯地靠地质理论知识与工作经验来预报隧道掌子面前方围岩地质情况,由于所掌握的物探知识有限,往往表现为对探测结果的茫然,而又固守于对地质条件的掌握和经验,难以做出大胆的判断。只有把两者结合起来才能既提高超前预报的精度,又保证超前预报快速进行,少占用隧道施工时间,才是一种实用型综合超前预报方法。

1 隧道综合超前预报技术

超前地质预报是隧道信息化施工的有机组成部分,在隧道信息化施工中占有重要的地位。超前地质预报工作可以减少隧道地质灾害的发生,降低隧道建设成本,保证隧道施工安全。建设单位根据超前地质预报成果组织协调各相关单位采取相应的工程处理方案;超前地质预报结果可为设计单位设计变更提供重要的参考,施工单位根据预报成果采取合理的施工方法及相应的工程应对措施;超前预报的准确性是其工程应用中的基础。

现场隧道超前地质预报,是理论结合实际的重要步骤,也是超前预报技术应用于生产实践的直接的体现。相对于TSP、超前地质钻孔、红外探水仪等超前地质预报方法而言,地质雷达探测和地质素描具有成本低、操作简单、对施工干扰小等优点,既能保证超前预报准确性又便于操作,因而其具有广泛的应用基础。

综合超前地质预报方法是以工程地质报告为基础,主要是结合地质雷达探测与地质素描,同时参考现场监控量测的数据,对施工期间隧道掌子面前方的地质情况进行预报。该预报方法主要包括:地质素描、监控量测、洞内观测及地质雷达探测四个方面,其中地质素描的主要任务是通过收集资料、现场地质素描宏观地掌握掌子面前方及相关段围岩岩性、地质构造及含水情况,监控量测的主要内容包括:地表下沉、拱顶下沉、水平收敛、围岩内部位移、锚杆内力、围岩接触应力、钢支撑内力等,洞内观测主要内容包括:侧墙观测、拱顶拱腰观测、围岩级别观测,地质雷达的作用是探测测线位置掌子面前方围岩剖面图

2 溶洞综合超前预报实例

从贵州晴隆隧道超前预报中挑选出典型溶洞实例,论述实用型结合超前预报方法在预报溶洞中的应用。

超前预报的具体里程为晴隆隧道右线进口YK83+371。掌子面情况:岩体岩性为微风化灰岩,底部夹有少量黄泥,层理发育明显,岩层较薄,层厚约0.2 m～0.4 m,产状为55°∠20°;节理发育,掌子面左右两侧各有一组节理,左侧节理产状125°∠90°,右侧节理产状为125°∠86°,节理缝隙内均夹有黄泥;在掌子面上有多处滴水。隧道附近发现一些溶洞,据勘察资料记录,此段溶岩发育。

采用瑞典MALA公司的RAMAC系列地质雷达采集到的数据,经过相应的雷达软件Reflexw处理后,绘制出地质雷达深度剖面图(见图1)。

结合地质素描资料,可能初步推断出:从掌子面(YK83+371)至其前方30 m(YK83+401)范围内,岩石岩性保持不变,为微风化灰岩,夹有少量石英岩与黄泥,层理发育明显,节理发育,岩体整体性较好,在掌子面前方18 m(YK83+389)处,存在一微弱的电磁波反射面,推测在该处很可能为一裂隙或是一平行于掌子面的节理;在掌子面左侧,从掌子面前方12 m(YK83+383)处至掌子面前方20 m(YK83+391)处,反射信号比信号规则且比较强烈,推测该范围内含水量较高;在掌子面右侧,从掌子面前方6 m(YK83+377)处至掌子面前方12 m(YK83+383)处,存在一宽度约1 m的电磁波强反射区,推测该处为一含水破碎带,也可能为一含泥夹层或是溶槽。下面以图2为例说明溶洞地质雷达图像的解译。从图1可看出,在100 ns～250 ns之间存在一个强反射区,且局部有较多的双曲线型同相轴特征,250 ns以后,反射波强度较弱,但仍存在一些局部零星的小反射区。虽然存在着双曲线型同相轴,但双曲线型同相轴后续的反射波具有直线型同相轴的特征,可能是空洞内存在充填物的征兆。在500 ns以后,反射信号有增强的趋势,只是受时间长度限制和电磁信号衰减的影响,在本次测量剖面上反映不明显,在本段岩石暴露后应该进一步观察下一区段岩石介质的雷达反射波特征。从地质雷达剖面结合工程地质条件初步判断掌子面前方存在较多大小不等的溶洞,溶洞内可能存在充填物。由于区域1中溶洞充填物吸收信号中高频成分稍强些,可见其充填物中粘土或充填物含水量稍高于区域2的溶洞。后经开挖证实,左侧溶洞内充填粘性土,右侧溶洞内充填砂性土。

3 结语

岩溶与其周围的介质存在着较明显的物性差异,尤其是溶洞内的充填物与可溶性岩层之间存在的物性差异更明显。这些充填物一般是碎石土、水和空气等,这些介质与可溶性岩层本身由于介电常数不同形成电性界面。无疑探测出这个界面的情况,也就知道了岩溶的位置、范围、深度等内容。当有岩溶发育时,反射波波幅和反射波组将随溶洞形态的变化横向上呈现出一定的变化。一般溶洞的反射波为低幅、高频、细密波型,但当溶洞中充填风化碎石或有水时,局部雷达反射波可变强。溶蚀程度弱的石灰岩的雷达反射波组为高频、低幅细密波;素填土的雷达反射波特征为低幅高频短波长,同相轴较连续;杂填土中的雷达反射波具有强幅低频同相轴不连续的特点。

参考文献

[1]何发亮,李苍松,陈成宗.隧道地质超前预报[M].成都:西南交通大学出版社,2006.